Разработка технологии холодного прямого выдавливания биметаллических прутков с заданной теплопроводностью

• Автор: Медведев, Евгений Борисович
• Шифр специальности: 05.16.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПРОИЗВОДСТВА КРУГЛЫХ

БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПРУТКОВ И БИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ЭЛЕКТРОДОВ ИСКРОВЫХ СВЕЧЕЙ ЗАЖИГАНИЯ ДВС

1.1. Преимущества, применение и получение слоистых металлических изделий

1.2. Влияние геометрических параметров биметаллического изделия

на его физикомеханические свойства.

1.3. Медноникелевый электрод свечи зажигания ДВС биметаллический пруток с боковой и торцевой оболочкой

1.4. О производстве биметаллических электродов в России

и за рубежом

1.5. Совместное прямое выдавливание основной способ изготовления круглых биметаллических прутков
1.5.1 Специфика холодного прямого выдавливания
1.5.2 Разновидности конструкций исходных биметаллических заготовок
1.5.3 Особенности течения металлов при совместном выдавливании
1.5.4 Влияние условий деформирования на пластическое формоизменение оболочки биметаллических прутков при выдавливании.
1.6. Выводы, цель и задачи исследований.
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Материалы исследований.
2.2. Образцы для испытаний
2.3. Методика определения условий осуществления устойчивого
процесса прямого выдавливания биметаллических прутков.
2.4. Исследование процесса холодного прямого выдавливания
. биметаллических прутков в системе моделирования
2.5. Методика экспериментального исследования процесса холодного прямого выдавливания биметаллических прутков.
2.6. Методика определения коэффициента теплопроводности биметаллического электрода
2.7. Математическая обработка результатов экспериментальных исследований
2.7.1 Планирование эксперимента.
2.7.2 Статистическая обработка результатов экспериментов
2.8. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФОРМЫ И РАЗМЕРОВ ОБОЛОЧКИ БИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРОДА НА ЕГО ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ
3.1. Аналитическое исследование влияния формы и размеров оболочки биметаллического электрода на его теплопроводность
3.2. Экспериментальное определение коэффициента теплопроводности биметаллического электрода
3.3. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛАСТИЧЕСКОГО ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ ОБОЛОЧКИ БИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПРУТКА
ПРИ ХОЛОДНОМ ПРЯМОМ ВЫДАВЛИВАНИИ
4.1. Аналитическое исследование пластического формоизменения
оболочки биметаллического прутка
4.1.1 Формоизменение оболочки прутка, полученного из заготовки
с поперечной слоистостью
4.1.2 Формоизменение оболочки прутка, полученного из заготовки
с продольнопоперечной слоистостью.
4.2. Исследование пластического формоизменения оболочки биметаллического прутка в системе моделирования ОеГопп .
4.2.1 Обоснование возможности использования модельных материалов
для изучения формоизменения биметаллических электродов.
4.2.2 Исследование влияния различных факторов деформирования
на формоизменение оболочки биметаллических прутков.
4.3. Алгоритм проектирования биметаллических электродов
с заданной величиной теплопроводности.
4.4. Выводы по главе
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ ОБОЛОЧКИ БИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО
ПРУТКА ПРИ ХОЛОДНОМ ПРЯМОМ ВЫДАВЛИВАНИИ.
5.1. Формоизменение оболочки прутка, полученного из заготовки
с поперечной слоистостью
5.2. Формоизменение оболочки прутка, полученного из заготовки
с продольнопоперечной слоистостью
5.3. Выводы по главе
ГЛАВА 6. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ХОЛОДНОЙ ОБЪМНОЙ ШТАМПОВКИ МЕДНОНИКЕЛЕВЫХ ЭЛЕКТРОДОВ СВЕЧЕЙ ЗАЖИГАНИЯ ДВС.
6.1. Технология изготовления биметаллических электродов
свечей зажигания ДВС
6.2. Специализированное оборудование для производства биметаллических электродов
6.3. Испытания свечей зажигания с электродами, изготовленными
по разработанной технологии.
6.4. Выводы по главе
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Результаты работы докладывались и обсуждались на ой Международной конференции по физике прочности и пластичности металлов и сплавов Самара, , на 5ой конференции Сверхпластичность неорганических материалов Уфа, , на ом Международном конгрессе двигателестроителей Украина, Крым, , на Всероссийской межвузовской научнотехнической конференции Методы повышения технологических возможностей металлообрабатывающего оборудования с ЧПУ Уфа, . В полном объме диссертация обсуждалась на научнометодическом семинаре Института физики перспективных материалов УГАТУ Уфа, . Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 6 научных трудах, получены 2 патента РФ на изобретение. ГЛАВА 1. Слоистый металл, или слоистая металлическая композиция это материал, состоящий из двух или более слоев разнородных металлов, обладающий новыми качествами, отличными от качеств исходных металлов. Основную часть этих материалов представляют биметаллы композиции, состоящие из двух слоев 1,2. Создание слоистых материалов диктуется требованиями современной науки и техники. Часто возникает потребность в материалах, обладающих, на первый взгляд, несовместимыми свойствами, например, высокими прочностью и электропроводностью или высокими жаростойкостью и теплопроводностью и т. Путм соединения различных материалов в единую монолитную композицию можно не только получить желаемый комплекс физикомеханических свойств и повысить наджность изделий, но и существенным образом улучшить технологичность конструкции этих изделий, а также сократить расходы на их изготовление за счет экономии дорогостоящих материалов . Самым распространнным способом получения слоистых изделий является совместная пластическая деформация разных металлов . Среди слоистых металлических изделий весьма широкое распространение в технике получили круглые БМ прутки, трубы и проволока,,состоящие из сердечника и боковой оболочки . Они с успехом применяются в химической, электротехнической, нефтяной, транспортной, инструментальной, энергетической, радиоэлектронной, приборостроительной, авиакосмической и других отраслях промышленности. В качестве исходных компонентов для изготовления БМ изделий применяются различные металлы и сплавы в разнообразных комбинациях. Хорошо известно 1, 3, , , и др. БМ изделий определяются свойствами составляющих эти изделия компонентов, их объмным содержаниеми геометрическими параметрами. Для биметаллов в качестве общего закона устанавливается закрн пропорциональности свойств БМ изделия соотношению составляющих его компонентов. Согласно этому же закону авторы работы определяют механическую прочность БМ проволоки следующим образом. Ст , 1. Аналогичным образом определяется удельное электрическое сопротивление БМ проволоки в. РхРс . Р 7Г 1. РяМ РсК1 . И . Б площадь сечения проволоки и сопротивление деформации материала оболочки и сердечника соответственно. ЛЯ, Я,
1. Я, Ни Я2 соответственно толщина биметалла и исходная толщина составляющих его слоев. Согласно результатам исследований К. Л Лг,Л2,т1. Я и коэффициенты теплопроводности компонентов системы т, относительный объм компонента 1 или 2 л, V, V, где V объм го компонента V общий объм системы. Таким образом, результат проведнного анализа может быть представлен в следующем виде. БМ изделия р свойства и геометрия компонентов БМ. Выполненный обзор также показал, что в научнотехнической литературе отсутствуют формулы, позволяющие определять теплофизические свойства БМ прутков с боковой и торцевой оболочкой в зависимости от изменения формы и размеров этой оболочки. Такие формулы необходимы для расчета коэффициента теплопроводности БМ электродов свечей зажигания ДВС. Это дат возможность изготавливать электроды с разной величиной теплопроводности, обеспечивающей получение различных тепловых характеристик свечей зажигания. Центральный БМ электрод искровой свечи зажигания рис. БМ пруток, состоящий из внутреннего слоя 1 сердечника и наружного слоя 2 оболочки , . Рис. Центральный БМ электрод искровой свечи зажигания чертж а и фотография хЗб, и искровая свеча зажигания чертж в и фотография г.